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一、什么是服務service？

在k8s里面，每個Pod都會被分配一個單獨的IP地址,但這個IP地址會隨著Pod的銷毀而消失，重啟pod的ip地址會發生變化，此時客戶如果訪問原先的ip地址則會報錯；

Service (服務)就是用來解決這個問題的, 對外服務的統一入口，防止pod失聯，定義一組pod的訪問策略（服務發現、負載均衡）；

一個Service可以看作一組提供相同服務的Pod的對外訪問接口，作用于哪些Pod是通過標簽選擇器來定義的，Service是一個概念，主要作用的是節點上的kube-proxy服務進程；

舉例來說，定義了3個商品微服務，由網關作為統一訪問入口，前端不需要關心它們調用了哪個后端副本。然而組成這一組后端程序的 Pod 實際上可能會發生變化，前端客戶端不應該也沒必要知道，而且也不需要跟蹤這一組后端的狀態。

簡而言之，Service 定義的這種抽象能夠解耦這種關聯；

二、service分類

根據使用場景的不同，service可以分成下面幾類

2.1 ClusterIP

默認類型，自動分配一個【僅集群內部】可以訪問的虛擬IP

2.2 NodePort

對外訪問應用使用，在ClusterIP基礎上為Service在每臺機器上綁定一個端口，就可以通過: ip+NodePort來訪問該服務，在之前搭建k8s集群部署nginx的時候我們使用過；

2.3 LoadBalancer（付費方案）

使在NodePort的基礎上，借助公有云創建一個外部負載均衡器，并將請求轉發到NodePort ；
可以實現集群外部訪問服務的另外一種解決方案，不過并不是所有的k8s集群都會支持，大多是在公有云托管集群中會支持該類型；

2.4 ExternalName （使用較少）

把集群外部的服務引入到集群內部來，在集群內部直接使用。沒有任何類型代理被創建，這只有 Kubernetes 1.7或更高版本的kube-dns才支持。

三、service和pod的關系

service和pod之間是通過 selector.app進行關聯的，對應到yaml中的核心配置如下：

spec: # 描述
selector: # 標簽選擇器，確定當前service代理控制哪些pod
app: test-nginx

yaml 配置模板文件

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: test-svc
spec:
  ports:
  - port: 80  # service服務端口
    protocol: TCP
    targetPort: 80 # pod端口，常規和容器內部端口一致
  selector:
    app: test-nginx-pod
status:
  loadBalancer: {}

四、Service 之 ClusterIP 使用

ClusterIP 屬于service的一種，一般作為集群內部應用互相訪問時使用，接下來通過實際演示進行詳細的說明；

4.1 在當前目錄下，創建一個deploy-nginx-pod.yaml，配置如下

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: congge-deploy
  namespace: dev
spec:
  replicas: 3
  selector: 
    matchLabels:
      app: congge-nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: congge-nginx-pod
    spec:
      containers:
      - name: congge-nginx
        image: nginx:1.23.0

使用apply命令創建pod，

kubectl apply -f deploy-nginx-pod.yaml

可以看到，成功創建了一個3副本的pod集群；

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

4.2 暴露服務為 clusterIP 類型

kubectl expose deploy congge-deploy --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n default

執行成功之后，可以看到創建了一個clusterIP類型的service；

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

有了這個clusterIp服務之后，后續不管nginx服務擴縮容，還是nginx的pod的IP地址如何變化，外部只需要統一訪問這個clusterIP分配的這個IP+端口即可；

4.3 查看服務

多了個類型是ClusterIP的，通過curl clusterIp+port可以訪問

kubectl get deployment,pod,svc -n dev -o wide

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

五、Service 之 NodePort 使用

上面了解到clusterIp這種方式一般作為集群內部各應用訪問時使用，但實際業務場景中，有些應用服務需要暴露出去，通過外網去訪問，這時候就需要創建NodePort，這個在k8s搭建篇中最后部署nginx的時候有提到；

5.1 關于NodePort

常規業務的場景不全是集群內訪問，也需要集群外業務訪問；
那么ClusterIP就滿足不了了，NodePort是其中的一種實現集群外部訪問的方案；
對外訪問應用使用，在ClusterIP基礎上為Service在每臺機器上綁定一個端口，就可以通過: ip+NodePort來訪問該服務；

5.2 創建NodePort類型的服務

在上面我們創建了一個基于clusterIp類型的service

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

使用下面的命令創建一個基于 NodePort 的service

kubectl expose deploy congge-deploy --name=svc-nodeport-nginx1 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n default

執行完成之后，就多了一個NodePort的service

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

使用瀏覽器訪問下當前主機的公網IP就可以訪問了（master或者node節點都可以訪問）；

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

查看服務詳情

通過這個命令，可以查看上述創建的NodePort詳細信息；

kubectl describe svc svc-nodeport-nginx1 -n default

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

關于NodePort暴露對外端口說明

Kubeadm部署，暴露端口對外服務，會隨機選端口，默認范圍是30000~32767，也可以手動修改和指定端口范圍

關于Endpoint參數說明

是k8s中的一個資源對象，存儲在etcd中，記錄service對應的所有pod的訪問地址；
里面有個Endpoints列表，就是當前service可以負載到的pod服務入口；
service和pod之間的通信是通過endpoint實現的；

可以使用下面的命令查看endpoint列表

kubectl get ep svc-nodeport-nginx1 -n default -o wide

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

關于Service如何分發請求到后端的多個Pod

Service所處的位置就如同圖中展示的，處在客戶端和pod之間，這就很像nginx或者其他具備網關的組件的能力了，事實上，也差不多就是我們理解的那樣，一個Service的服務背后可能掛載著N多個Pod，那么具體來說，Service如何分發請求到后端的多個Pod的呢？

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

kubernetes提供了兩種負載均衡策略：

默認，kube-proxy的策略，如隨機、輪詢；
使用會話保持模式，即同個客戶端的請求固定到某個pod，在spec中添加sessionAffinity:ClientIP即可；

NodePort 負載均衡機制驗證

查看pod信息，顯示了上面創建的以congge-deploy開頭的3個nginx

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

其實來說，這也就是對應了3個pod中的3個nginx容器，如果使用curl的方式查看其中某個nginx，可以正常輸出nginx歡迎頁面的內容；

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)

接下來，我們只需要進入到nginx容器內部，修改下nginx歡迎頁的html內容，就可以看出Service的負載均衡效果了；

進入docker容器進行html內容的修改

#進入容器
kubectl exec -it congge-deploy-768455649c-2kv5r -n default /bin/sh
kubectl exec -it congge-deploy-768455649c-mfkbf -n default /bin/sh
kubectl exec -it congge-deploy-768455649c-xlh7s -n default /bin/sh
#執行修改
echo "hello this is node1 " > /usr/share/nginx/html/index.html
echo "hello this is node2 " > /usr/share/nginx/html/index.html
echo "hello this is node3 " > /usr/share/nginx/html/index.html

執行過程

k8s service使用詳解(云原生kubernetes)